北师大团队发表激光刺激疗法，光照12分钟，记忆变强了

    由北京师范大学宋艳教授领衔的一项研究，介绍了一种方便、安全又能快速提高工作记忆的方法。通过多组双盲对照实验，研究团队证明了经颅近红外激光刺激（Transcranialphotobiomodulation, tPBM）能够改善人的工作记忆。

    经颅近红外激光刺激指的是用近红外光非侵入式地穿过颅骨进入大脑皮层。先前的一些动物实验表明，这种激光疗法可以改善小鼠的工作记忆；而一些临床研究显示，经颅激光刺激可以改善失智症患者的认知能力，以及提高持续注意力、情绪等***认知功能。此次研究中，科学家们***在人体实验中验证了经颅近红外激光刺激对工作记忆的影响。

    研究团队招募了90名年龄在18至25岁的健康成年志愿者进行了实验。通过随机分组，一部分志愿者接受的光刺激为波长1064纳米的激光，照射在右侧前额叶——这个区域被认为对工作记忆很重要。另一些志愿者或接受较短的波长，或照射左侧前额叶皮层。此外，每名参与者还接受了非活性的“伪“照射作为对照，以排除安慰剂效应。

    经过12分钟的照射后，参与者根据研究人员的要求完成记忆测试，记住屏幕上出现的物体的颜色或方向。与此同时，研究人员采集了参与者在完成这项视觉工作记忆任务时的脑电图（EEG）数据。

▲实验流程示意图

    根据研究团队发表在《科学•进展》（Science Advances）上的实验结果，1064纳米光刺激作用于右侧前额叶可以显著提高个体的视觉工作记忆容量，可以在记忆测试中成功回忆起4~5个目标，与对照组相比，视觉工作记忆提高了25%。其他波长或照射其他脑区的激光刺激成功回忆起3~4个目标，没有对视觉工作记忆产生明显的提升作用。

    此外，研究人员对脑电图数据的分析结果显示，作用于右侧前额叶的近红外光刺激可以扩大工作记忆容量相关的事件相关电位成分——对侧延迟活动，这一指标也预测了记忆性能的改善。

    不过，目前的研究得到的还只是观察结果，未能解释tPBM为什么能对工作记忆产生积极影响。英国伯明翰大学Ole Jensen教授共同参与了这项研究，他猜测，有可能前额叶皮层内的星形胶质细胞受到的光刺激，可以对神经细胞的效率产生积极影响。

“我们还需要确认，这种影响可以持续多长时间。”他说，“如果要基于这些实验结果开展临床干预，我们需要看到这种益处可以长时间保持。”

在论文***后，研究人员指出，像注意力缺陷多动障碍（ADHD）、精神***症和阿尔茨海默病等疾病的患者普遍显示出工作记忆能力下降，而这项研究的观察结果有望为临床应用提供安全、有效、经济、无创的干预工具。

       茅云翔教授团队在Plant Phenomics发表成果构建红藻高通量表型组学研究技术（新闻链接：我院茅云翔教授团队在Plant Phenomics发表成果构建红藻高通量表型组技术），该研究采用易科泰生态技术公司提供的MC 1000多通道藻类培养系统和易科泰光谱成像与无人机遥感研究中心设计生产的AlgaTech®高通量藻类表型分析平台：

AlgaTech®高通量藻类表型分析平台

       易科泰生态技术公司提供藻类高通量表型组学研究、藻类培养与在线监测、藻类固碳光氧生物反应器全面解决方案。

上一期，我们通过了解动物恐惧记忆相关的两种研究——穿梭实验与跳台实验，探究了通过特定的场景刺激（强光、电流和声音等）使小鼠产生恐惧记忆，经过一定时间强化后，环境与刺激两者被小鼠联系在一起，当小鼠再次回到该环境中便会出现恐惧相关行为的两种实验流程。

本期，我们将继续介绍两种研究小鼠恐惧记忆的测试——避暗实验与巴恩斯迷宫实验，探究动物大脑储存恐惧记忆的奥秘。

避暗实验

01.原理

利用鼠类的嗜暗习性设计，主要测试动物对明暗辨别觉的学习记忆能力。动物由于嗜暗习性而偏好进入和停留在暗室，当动物进入暗室或停留暗室时则会受到电击，动物为了避免受到电击伤害就会寻找安全区（明室），经几次反复后，ZZ记住安全区域。

02.实验材料

03.实验方法

适应期

实验开始前3-7天，每天抓取、轻抚动物，让其适应被实验人员抓取，避免实验过程中因实验人员抓取而造成动物处于应激状态，造成实验结果不可靠的问题。

建模期

① 时间：第 一天② 强度：

• 大鼠：电流：0.65-1.8mA（推荐0.8mA），或，电压65-70V。

• 小鼠：电流：0.15-0.6mA（推荐0.25mA），或，电压30-36V。

③ 频率：5-15Hz电流。

④ 刺激方法：实验开始前，将动物放入暗箱，适应5分钟。随后对暗箱进行通电，持续5分钟，此时明箱底部没有通电。

测试期

① 时间：第二天② 方法：将动物放进明箱，不进行通电，记录5分钟。

04.数据分析

①物活动轨迹，动物第 一次进入暗箱的时间（潜伏期），分别在两个箱体的活动时间，活动距离。

② P<0.05认为具有统计学显著性差异。

05.注意事项

• 选择体重均匀动物进行实验，测试时大鼠体重需<300g，确保体重不影响电击效果。

• 不同品系动物本身会有区别，常规推荐使用C57BL/6J小鼠和SD大鼠。

• 实验前后注意清理电击栅栏中的动物排泄物（排泄物会影响通电性及损坏电发生器）。

• 环境清理，通过酒精擦拭、晾干尽可能去除上一只动物气味，仪器设备具有通风性。

巴恩斯迷宫实验

01.原理

1979年，Barnes 建立了巴恩斯迷宫，与水迷宫和放射臂迷宫类似，它是基于啮齿类动物天生的探索特性，应用噪音、强光和暴露的开放环境作为应激手段，促使动物寻找目标洞。经过训练，动物学习并记忆目标箱的位置。该实验的优点在于对动物的应激性刺激较小，既不像放射臂迷宫那样需要禁食，也不像水迷宫那样应激性强。因此，在记忆研究中较为常用。尤其适用于与应激相关的记忆研究以及基因敲除小鼠的行为表型研究。

02.实验材料

巴恩斯迷宫，smart3.0

03.实验方法

① 实验开始前3-7天，每天抓取、轻抚动物，让其适应被实验人员抓取，避免实验过程中因实验人员抓取而造成动物处于应激状态，造成实验结果不可靠的问题。

② 实验第1天，将动物从目标孔洞放入目标箱内适应4分钟（只进行这一次）。

③ 实验第2-7天，将动物移动至平台中 央，用透明圆筒限制活动5秒，后撤掉圆筒开始计时，同时给与动物刺激（强光，声音等）。

• 动物成功进入目标箱，则让动物在目标箱内停留30秒。

• 若动物4分钟内没有找到目标箱，则诱导动物进入目标箱，停留30秒。

④ 随机转动圆盘，使孔位与上一次实验不同，但目标箱的方位始终保持不变。每天重复2次上一步的实验流程。

04.数据分析

① 第 一次探究洞的潜伏期，到达目标洞的时间，每只动物的错误次数（探究一个错误的洞即视为错误一次）。

• 潜伏期仅做参考，潜伏期越短，说明动物学会了迷宫原理，记忆水平越好。

• 到达目标洞的时间越短，说明动物记忆水平越好。

• 动物错误次数越多，说明动物学会了迷宫原理，但没有记住目标箱的位置。

② 采用单因素方差分析（one way-ANOVA），当多组间有差异时，两两比较采用Fisher's LSD post hoc多重比较方法。

③P<0.05认为具有统计学显著性差异。

05.注意事项

• 每只动物实验结束后应进行环境清理，尽可能去除上一只动物的气味。

• 不同品系动物对此实验的偏好性有很大不同，建议使用C57BL/6J小鼠进行实验。

【参考文献】

Rosenfeld Cheryl S,Ferguson Sherry A,Barnes maze testing strategies with small and large rodent models.[J] .J Vis Exp, 2014, undefined: e51194.

jove.com/...